甲醇合成催化剂分类

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高、中、低压合成甲醇

高、中、低压合成甲醇根据采用的压力不同可分为高压法、中压法和低压法三种方法。

1、高压法即用一氧化碳和氢在高温（340~420℃）高压（30.0~50.0MPa）下使用锌-铬氧化物作催化剂合成甲醇。

用此法生产甲醇已有八十多年的历史,这是八十年代以前世界各国生产甲醇的主要方法。

但高压法生产压力过高、动力消耗大，设备复杂、产品质量较差。

2、低压法即用一氧化碳和氢气为原料在低压（5.0MPa）和275℃左右的温度下，采用铜基催化剂(Cu-Zn-Cr)合成甲醇。

这种方法是70年代实现工业化的合成甲醇方法。

低压法成功的关键是采用了铜基催化剂，铜基催化剂比锌-铬催化剂活性好得多，使甲醇合成反应能在较低的压力和温度下进行。

铜基催化剂的选择性比锌-铬催化剂好，因此，消耗在副反应中的原料气和粗甲醇中的杂质都比较少。

但设备体积庞大，生产能力较小，且甲醇合成收率较低。

3、中压法随着甲醇合成工业的迅速发展，新建厂的规模也日趋大型化，目前已建成投产的装置有日产超过5000吨的。

如果采用低压法搞这样的大型工厂，由于处理气量大，会出现设备庞大而一次性投资高的弊病，以及带来设备制作和运输的困难。

因此在70年代出现了中压法合成甲醇的工艺流程，它是在低压法基础上开发的在5~10MPa压力下合成甲醇的方法，该法成功地解决了高压法的压力过高对设备、操作所带来的问题，同时也解决了低压法生产甲醇所需生产设备体积过大、生产能力小、不能进行大型化生产的困惑，有效降低了建设费用和甲醇生产成本。

该法的关键在于使用了一种新型铜基催化剂(Cu-Zn-Al)，综合利用指标要比低压法更好。

为了保证反应器出口气体中有较高的甲醇含量，一般采用较高的反应压力。

催化剂的发展能引起化工技术的突破，高温高压都是在没有办法的情况下的无奈选择，在高温高压条件下，设备材质等投资高昂。

但如果压力过低，因为甲醇合成的一次转化率不高，况且又是气相反应，这会导致反应设备特别的大，所以从技术、经济核算后就选最经济可行的温度、压力指标。

甲醇一步合成甲缩醛的催化剂综述

甲醇一步合成甲缩醛的催化剂综述甲醇是新的能源和基础化工原料，在我国正处于快速发展时期。

从1996年至今，我国甲醇产量年平均增长率高达15%。

随着甲醇产能的快速增长，甲醇下游产品的开发也得到了越来越多的重视。

甲醇的下游产品主要有:二甲醚、低碳烯烃、甲醛、甲缩醛（DMM）、甲基叔丁基醚（MTBE）、碳酸二甲酯（DMC）、酯类物质（常见的有丙烯酸酯和甲酸甲酯），在这些下游产品的研究文章中，我们发现对甲缩醛的相关研究很少，然而在石油资源不足、供求矛盾日益加剧的今天，甲缩醛作为煤化工的重要衍生品之一，越来越受到人们的关注。

甲缩醛（又名甲醛缩二甲醇、二甲氧基甲烷），结构式为CH3O-CH2-OCH3，分子量：76.1；熔点：-104.8℃；沸点：45.5℃；密度：0.8593；折射率：1.3513；无色澄清易挥发可燃液体，有氯仿气味和刺激味；能溶于3倍的水。

它是一种重要的化工原料，用途广泛，可作为具有广阔应用前景的柴油添加剂，也可被氧化制取高浓度的甲醛，还可作为有机合成的中间体。

此外，还被广泛用于化妆品，药品，家庭用品，工业汽车用品、橡胶工业、油漆、油墨等产品中；由于其具有良好的去污能力和挥发性，其可替代F11和F113及含氯溶剂作为清洁剂，因此是替代氟利昂，减少挥发性有机物（VOCs）排放，降低对大气污染的环保产品。

还用于香料制造、生产人造树脂，用作格利雅反应和雷帕（合成）反应的反应介质。

还用作溶剂、分析试剂等。

传统合成甲缩醛的方法是甲醇和甲醛在固体酸催化下采用反应精馏技术，可得到高纯度的甲缩醛。

反应式为：CH3OH+HCHO 催化剂CH3OCH2OCH3+H2O反应为可逆反应，平衡转化率一般50%以下。

催化剂可为无机酸（硫酸等）、路易斯酸（三氯化铁、三氯化铝）、固体酸（强酸性阳离子交换树脂、H-ZSM-5分子筛、高硅铝比的硅酸铝等[1]。

以甲醇为原料，通过部分氧化反应可以制备出甲缩醛，目前此类研究处于起步阶段，有待不断深入，具有重要的理论和实际意义。

XNC-98系列合成甲醇催化剂使用说明书

XNC-98系列合成甲醇催化剂使用说明书西南化工研究设计院有限公司2019年12月目次一．催化剂的主要物化特性 (2)二．催化剂的使用条件 (3)三．催化剂装填 (3)四．催化剂的升温、还原 (3)五．操作注意事项 (6)六．停车 (6)七．卸催化剂 (7)八．其他 (7)XNC-98系列合成甲醇催化剂使用说明书XNC-98系列催化剂是我公司研制和开发的一种高活性、高选择性的甲醇合成催化剂。

用于低温低压下由碳氧化物与氢合成甲醇。

可适用于各种类型的甲醇合成反应器。

具有低温活性高、热稳定性好的特点。

常用的操作温度为210～310℃，操作压力3.0～15.0MPa，空速5000～20000h-1（最佳空速8000～12000h-1）。

本催化剂可广泛适用于各种原料生产的合成气。

一．催化剂的主要物化特性1．催化剂主要物理性质外观：有黑色金属光泽的圆柱体外形尺寸（直径×高），mm：6×(4.5～5)堆密度，Kg/L：～1.25径向抗压碎强度，N/cm：≥2002．催化剂化学组成催化剂主要化学组成列于下表：3．催化剂的活性按本催化剂质量检验标准规定，在下述活性检验条件下：催化剂装量：4mL 粒度： 20目～40目反应压力： 5.00±0.05MPa 空速： 10000±300h-1反应温度：230±1℃、250±1℃气体组成：CO 12×10-2～15×10-2，CO2 3×10-2～8×10-2惰性气体 7×10-2～10×10-2，其余为H2。

催化剂活性为：230℃时，催化剂的时空收率≥1.50Kg/L∙h；250℃时，催化剂的时空收率≥2.0Kg/L∙h。

4．催化剂的使用寿命在正常条件下运转寿命为3年以上。

二．催化剂的使用条件XNC-98系列催化剂在下列条件范围内使用反应压力： 3.0～15.0MPa反应温度：还原好的催化剂在190℃就具有较好的活性，一般使用温度是200～300℃。

合成甲醇铜基催化剂及制备工艺研究进展

２０１５年８月第２３卷第８期工业催化ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳＡｕｇ．２０１５Ｖｏｌ．２３　Ｎｏ．８综述与展望收稿日期：２０１５－０１－２７；修回日期：２０１５－０３－２７作者简介：程金燮，１９８９年生，男，四川省成都市人，硕士研究生，研究方向为工业催化。

通讯联系人：程金燮。

合成甲醇铜基催化剂及制备工艺研究进展程金燮，胡志彪，王　科，凌华招，邹　鑫，徐晓峰，李　倩，黄　宏（西南化工研究设计院有限公司国家碳一化学工程技术研究中心，四川成都６１０２２５）摘　要：合成甲醇大型化装置主要使用铜基催化剂，并且铜基催化剂类型、助催化剂和制备工艺等对甲醇收率影响较大。

合成甲醇铜基催化剂主要分为Ｃｕ－Ｚｎ、Ｃｕ－Ｚｎ－Ｃｒ、Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ、Ｃｕ－Ｚｒ以及其他类，Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ催化剂性能优异，是当代甲醇生产技术主要采用的催化剂。

碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土金属和非金属元素对合成甲醇催化剂的活性、选择性和稳定性表现出不同作用。

沉淀法、溶胶－凝胶法、燃烧法、机械混合法和骨架合成法等是制备铜基催化剂的有效方法，工业上制备合成甲醇催化剂主要采用沉淀法。

针对合成甲醇大型化装置催化剂的开发，提升催化剂的选择性与稳定性是下一步的研究重点。

关键词：催化剂工程；铜基催化剂；甲醇；助催化剂ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８１１４３．２０１５．０８．００２中图分类号：ＴＱ４２６．６；Ｏ６４３．３６文献标识码：Ａ文章编号：１００８１１４３（２０１５）０８０５８５１０ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎＣｕｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒｍｅｔｈａｎｏｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｔｈｅｉｒｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｈｅｎｇＪｉｎｘｉｅ，ＨｕＺｈｉｂｉａｏ，ＷａｎｇＫｅ，ＬｉｎｇＨｕａｚｈａｏ，ＺｏｕＸｉｎ，ＸｕＸｉａｏｆｅｎｇ，ＬｉＱｉａｎ，ＨｕａｎｇＨｏｎｇ（ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＣ１Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈ＆ＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０２２５，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｕｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｓｗｅｒｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎｌａｒｇｅｓｃａｌｅｍｅｔｈａｎｏｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｔｙｐｅｓ，ｐｒｏｍｏｔｅｒｓａｎｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｈａｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｍｅｔｈａｎｏｌ．ＣｕｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒｍｅｔｈａｎｏｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｃｏｕｌｄｂｅｍａｉｎｌｙｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏＣｕＺｎ，ＣｕＺｎＣｒ，ＣｕＺｎＡｌ，ＣｕＺｒａｎｄｓｏｏｎ．ＣｕＺｎＡｌｃａｔａｌｙｓｔｓｐｏｓｓｅｓｓｅｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄｗｅｒｅｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｍａｉｎｃａｔａｌｙｓｔｉｎｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙｍｅｔｈａｎｏｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ａｌｋａｌｉｍｅｔａｌ，ａｌｋａｌｉｎｅｅａｒｔｈｍｅｔａｌ，ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｍｅｔａｌ，ｒａｒｅｅａｒｔｈｍｅｔａｌａｎｄｎｏｎｍｅｔａｌｅｌｅｍｅｎｔｓｓｈｏｗｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙ，ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒｍｅｔｈａｎｏｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆＣｕｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｓｗｅｒｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｓｏｌｇｅｌｍｅｔｈｏｄ，ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍｉｘｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｓｋｅｌｅｔｏｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｍａｉｎｌｙｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈａｎｏｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｃａｔａｌｙｓｔｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ａｓｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒｌａｒｇｅｓｃａｌｅｍｅｔｈａｎｏｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｄｅｖｉｃｅ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓｗｅｒｅｔｈｅｎｅｘｔｒｅｓｅａｒｃｈｋｅｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｔａｌｙｓｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｃｕｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔ；ｍｅｔｈａｎｏｌ；ａｄｄｉｔｉｖｅｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８１１４３．２０１５．０８．００２ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：ＴＱ４２６．６；Ｏ６４３．３６Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：ＡＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８１１４３（２０１５）０８０５８５１０Copyright ©博看网. All Rights Reserved.　５８６工业催化２０１５年第８期　在世界能源快速消耗的情况下，Ｃ１化学发挥的作用日益重要［１］，甲醇作为Ｃ１化学的基石倍受关注。

甲醇合成催化剂知识

甲醇合成催化剂知识d i4 X+ }1 z! j0 v1 铜基催化剂的催化原理 + W7 b1 C1 Y9 W4 M1 h)o9 F0 t8 j* c: D q, |6 O 目前,低压甲醇合成铜基催化剂主要组分是 CuO、ZnO和Al2O3,三组分在催化剂中的比例随着生产厂家的不同而不同。

一般来说, CuO的质量分数在40% ~80%, ZnO的质量分数在10% ~30%, Al2O3的质量分数在5% ~10%。

铜基催化剂在合成甲醇时, CuO、ZnO、Al2O3三组分的作用各不相同。

CO和H2在催化剂上的吸附性质与催化剂的活性有非常密切的关系。

在铜基催化剂表面对CO的吸附速率很高,而H2的吸附则比CO 慢得多。

ZnO是很好的氢化剂,可使H2被吸附和活化, 但对CO几乎没有化学吸附,因此可提高铜基催化剂的转化率。

纯铜对甲醇合成是没有活性的,H2和CO合成甲醇的反应是在一系列活性中心上进行的,而这种活性中心存在于被还原的Cu-CuO界面上。

在催化剂中加入少量 Al2O3的首要功能就是阻止一部分氧化铜还原。

当催化剂被还原后,开始进行反应时,合成气中的H2 和CO都是还原剂,有使氧化铜进一步还原的趋势。

这种过度的还原,使得活性中心存在的界面越来越小,催化剂活性也越来越低。

从合成的整个过程来看,随着还原表面向催化剂的内层深入,未还原的核心越来越小,作为被还原的Cu-CuO界面的核心表面积也越来越小,催化剂的活性降低,合成反应速率随之降低。

研究认为,Al2O3在催化剂中作为结构助剂起阻碍铜颗粒烧结的作用, CuO/ZnO/Al2O3催化剂的活性远高于双功能催化剂CuO/ZnO的活性。

q7 h- G8 n9 ]$ B5 m- Q: ?& ]/ D2 铜基催化剂助剂6 j8 } x5 L! ?0 V1 l1 K4 H$ Q! m% g\5 K8 e) C+ g5 A)E! ~ 铜基催化剂助剂的研究是甲醇合成催化剂研究的一个重要课题。

催化剂甲醇合成

催化剂甲醇合成催化剂甲醇合成是一种重要的工业生产技术，可以用来合成甲醇，还可以制造其他有机化合物。

本文将介绍甲醇合成的催化剂及其原理、工业生产过程和新技术发展趋势。

一、催化剂及其原理甲醇合成的催化剂主要分为金属氧化物催化剂和配合物催化剂两类。

1、金属氧化物催化剂常见的金属氧化物催化剂有氧化铜、氧化铬、氧化钴等。

这些催化剂的原理是，催化剂中的金属离子可以与一氧化碳和氢气发生反应，生成一种中间体（如甲酸、甲酸甲酯等），然后再经过一系列反应，生成甲醇。

2、配合物催化剂配合物催化剂包括贵金属催化剂和非贵金属催化剂。

其中，铑和铱是最常见的贵金属催化剂，非贵金属催化剂主要包括钼、铌、钒等。

这些催化剂的原理是，经过氢气活化后，催化剂能够与一氧化碳和二氧化碳反应，生成甲酸，然后再生成甲醇。

此外，配合物催化剂还可以用于一些特殊反应，比如催化碳氢键的切割。

二、工业生产过程甲醇的工业生产过程主要有两种方法：一是合成气法，即将氢气和一氧化碳反应生成甲醇；二是天然气法，即从天然气中提取甲烷，然后通过一系列化学反应生成甲醇。

合成气法合成气法是目前最常用的甲醇生产方法。

生产过程主要包括合成气的制备、催化剂的选择和反应的控制。

1、合成气制备合成气制备方法包括煤气、重油和天然气重整、重油催化裂解和煤气化等。

其中，天然气煤气化是最常用的方法。

通过高温高压反应，将天然气转化成含有一氧化碳和氢气的合成气。

2、催化剂选择甲醇合成的催化剂主要是氧化物和配合物催化剂。

目前工业生产中，氧化铜和氧化锌是最常用的催化剂，伴有一些助剂。

3、反应控制甲醇合成的反应控制十分关键。

在反应过程中，必须控制反应温度、压力和催化剂用量等参数，才能获得高质量的甲醇。

天然气法天然气法是一种新兴的甲醇生产方法。

与合成气法相比，天然气法具有取之不尽、用之不竭的优势，并且生产过程更加环保。

1、天然气的处理天然气中的甲烷需要经过催化裂解，生成含有一氧化碳和氢气的合成气。

2、合成气的制备和处理生产过程与合成气法一致。

关于甲醇合成过程中催化剂的研究

司也随后研制了同类催化剂，其代表产品为CuO/ZnO/Al 2O 3。

在催化合成过程中操作压力为5～10MPa ；温度为200～300℃。

比最初甲醇合成工艺所需的压力和温度要低很多，属于低温低压操作条件的范畴。

这类催化剂的特点是：耐热性能较差、活性较高、选择性也高；但对杂质较为敏感；而这种低压法生产设备的体积大，从而占地面积大、投资也较大。

1.2.3 贵金属负载类催化剂贵金属负载类催化剂是由MgO 、SiO 2、ZrO 2等氧化物作为载体，将某些贵金属负载，通常贵金属选择Pd 、Pt 、Au 等。

其代表产品为PtCr/Si SiO 2、PtW/SiO 2等，这类催化剂的优点主要在于对甲醇的选择性很高，有的催化剂即使在合成过程中其他杂质较多情况下仍然可以保持高选择性以及高转化率。

2 反应条件对甲醇合成催化剂的影响在反应过程中催化剂催化效果的好坏不仅和自身的性质、结构有关，而且反应条件也对催化剂有很大的影响作用。

适宜的反应条件会让催化剂的活性达到最佳状态。

所以在甲醇合成过程中，研究不同反应条件对于催化剂活性的影响很有必要。

2.1 压力对催化剂的影响甲醇合成反应为：CO+2H 2=CH 3OH,该反应的正方向是分子数减少，根据化学平衡相关知识可以知道，当压力增大时反应会向生成反应物方向移动，即有利于甲醇产品的合成。

，所以，当压力增大时，甲醇转化率会随着压力的增加而升高。

除此以外，催化剂上反应物的吸附以及生成物的脱附也和压力有关。

实验研究表明，当压力增加10%，甲醇的转化率亦增加10%。

但并非压力一直增加转化率会一直随之增加，和其他对压力有要求的反应一样，压力增加虽然会提高产物转化率，但有一个限值。

对于甲醇生产来讲，当压力超过8MPa ，甲醇转化率反而呈开始下降趋势。

2.2 温度对催化剂的影响温度作为化学反应过程中至关重要的反应条件之一，对于化学反应速率、反应方向都有着很重要的影响作用。

对于使用催化剂的化学反应中，温度更是不能忽视的因素之一。

合成气制甲醇催化剂

合成气制甲醇催化剂合成气制甲醇是一种重要的化工过程，在工业生产和能源转化中有着广泛的应用。

催化剂是合成气制甲醇过程中的关键因素，催化剂的性能直接影响到反应的效率和产物的质量。

本文将介绍合成气制甲醇催化剂的种类、性质、制备方法及应用。

1. 催化剂的种类合成气制甲醇催化剂主要分为三类：Cu/ZnO/Al2O3催化剂、ZnO 催化剂和其他催化剂。

1.1 Cu/ZnO/Al2O3催化剂Cu/ZnO/Al2O3催化剂是目前应用最广泛的合成气制甲醇催化剂。

该催化剂由Cu、ZnO和Al2O3三种组分组成，其中Cu是活性组分，ZnO和Al2O3是助剂。

Cu/ZnO/Al2O3催化剂具有高的甲醇选择性和高的反应活性，同时也具有良好的热稳定性和机械强度。

该催化剂的制备方法主要包括共沉淀法、沉淀法、浸渍法等。

1.2 ZnO催化剂ZnO催化剂是一种比较新型的催化剂，其主要由ZnO组成。

与Cu/ZnO/Al2O3催化剂相比，ZnO催化剂具有更高的CO2选择性和更高的反应速率。

同时，ZnO催化剂也具有良好的热稳定性和机械强度。

该催化剂的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、水热合成-煅烧法等。

1.3 其他催化剂除了Cu/ZnO/Al2O3催化剂和ZnO催化剂外，还有一些其他的催化剂，如Fe催化剂、Co催化剂、Ni催化剂等。

这些催化剂具有不同的催化性能和应用范围，但相对于Cu/ZnO/Al2O3催化剂和ZnO催化剂来说，其应用较为有限。

2. 催化剂的性质合成气制甲醇催化剂的性质主要包括催化剂的化学成分、晶体结构、表面性质、孔结构和热稳定性等。

2.1 化学成分合成气制甲醇催化剂的化学成分是影响其催化性能的重要因素。

Cu/ZnO/Al2O3催化剂的化学成分主要包括Cu、ZnO和Al2O3三种组分，其中Cu是活性组分，ZnO和Al2O3是助剂。

ZnO催化剂的化学成分主要是ZnO。

不同的催化剂化学成分差异较大，其催化性能也存在差异。

甲醇合成原理方法与工艺

甲醇合成原理方法与工艺甲醇是一种重要的化学品和能源材料，其合成方法和工艺有多种。

下面将介绍几种常见的甲醇合成原理方法与工艺。

1.一步合成法一步合成法是将合成气（一氧化碳和氢气）在催化剂作用下直接转化为甲醇。

常用的催化剂有氧化锌和铜、氧化物和铁、氧化铬等。

合成气经过低温换热器和冷凝器后，进入氢气含量调节器，以调整合成气中CO和H2的比例。

然后，合成气进入反应器，在催化剂的作用下发生甲醇合成反应。

反应后的混合气经过冷凝器冷却，生成液相产物甲醇。

2.二步合成法二步合成法是将合成气先转化为甲醛，再将甲醛转化为甲醇。

该方法一般采用低温和高压条件进行反应，反应路线较复杂。

首先，合成气通过蒸汽重整反应器进行重整反应，产生含有甲醛的气体混合物。

然后，将气体混合物经过冷凝器冷却，生成液态的甲醛。

接下来，甲醛经过换热器的加热，进入甲醇合成反应器，通过催化剂的作用，甲醛与氢气发生反应生成甲醇。

反应后的产物通过冷却和分离工艺得到甲醇。

3.生物质转化法生物质转化法是利用生物质资源（如木材、秸秆等）通过气化或水解等方式制备合成气，再将合成气转化为甲醇。

在生物质气化过程中，原料经过热解、气化和转化等步骤，最终得到合成气。

合成气进一步通过合成反应，生成甲醇。

该方法可综合利用生物质资源，并具有可持续发展的特点。

甲醇合成的工艺包括前处理、合成反应和后处理三个阶段。

前处理包括合成气净化和控制气体比例，以保证反应物的质量和比例适合甲醇合成反应。

合成反应阶段通过调节反应温度、压力和催化剂的制备和加载等方式，控制甲醇合成反应的速率和选择性。

后处理阶段主要是通过冷却器、冷凝器和分离器等设备，将反应产物分离和纯化，得到高纯度的甲醇。

甲醇合成方法和工艺的选择取决于资源条件、技术水平、经济效益等因素。

不同的方法和工艺都有其优点和局限性，需要根据具体情况进行选择。

随着科学技术的进步和环境保护要求的提高，新的合成方法和工艺也在不断研究和发展中，以提高甲醇合成的效率和环境友好性。

催化剂甲醇合成

催化剂甲醇合成甲醇（Methanol）是一种重要的有机化学原料，它可以用于制备甲醛，乙醇，乙醚，甲酸，乙酸等气体及其衍生物，也可以作为合成汽油的催化剂。

甲醇合成是通过一系列化学反应来实现的，一般有氧化合成，碳氢化合成以及脱氢反应来实现甲醇合成。

其中，氧化合成甲醇是把二氧化碳（CO2）和水（H2O）在高温和催化剂的作用下，合成出甲醇和水的反应，它是现代工业上最常用的甲醇合成方法，但是也是投入成本最高的。

碳氢化合成甲醇是把甲烷（CH4）和氢气（H2）在高温和催化剂的作用下，直接合成出甲醇的反应。

这种反应利用了甲烷中的氢原子，在有限的温度条件下可以实现大量的甲醇合成，因此又被称为氢化反应，但是由于甲烷中的碳原子无法形成甲醇，所以也可以说是碳氢化合成的反应。

脱氢反应是把烷基化合物经过脱氢反应而生成甲醇的反应。

由于这种反应可以把烷基化合物中的氢原子转化为甲醇，它的应用也相当广泛，近年来也在用于生产甲醇。

催化剂是甲醇合成的必备条件，目前有几种不同类型的催化剂被广泛应用于甲醇合成。

这些催化剂可分为钨/铝氧化物催化剂，金属氢化物催化剂，结合催化剂等几类。

钨/铝氧化物催化剂是把钨和铝这两种金属元素通过氧化反应合成出钨/铝氧化物催化剂，这种催化剂能够在较低的温度和压力条件下实现甲醇的空气氧化合成。

它具有选择性高，温和的反应条件和可逆的反应特性，因而在技术和经济上都具有较高的优势。

金属氢化物催化剂则是把金属元素（如铁，钴，铋等）通过氢化反应与水分子结合而成的催化剂，它在较低的温度和压力条件下，能够有效地实现甲烷到甲醇的转化反应。

相比钨/铝氧化物催化剂，金属氢化物催化剂具有更高的选择性，反应温和性也更好。

结合催化剂是把钨/铝氧化物催化剂和金属氢化物催化剂结合起来，同时兼具它们的优点，从而实现甲醇合成的反应。

它的优点是反应速率快，抗抑制性好，反应条件可以适当调节，所以目前它也是甲醇合成领域最受欢迎的催化剂之一。

总而言之，催化剂在甲醇合成中起到了至关重要的作用。

精馏简答题

精馏简答题简答题1.甲醇常见的物理性质？答：甲醇是最简单的饱和醇，又名木醇或木精，分子量32.04，分子式CH3OH。

①通常为无色、略带乙醇香味的挥发性可燃液体。

②凝固点-97～-97.8℃；③沸点 64.50～64.7℃（0.1013MPa）；④自燃点461～473℃；⑤爆炸极限6v%—36.5v%。

2.甲醇生产过程中有毒有害物质有那些？答：在甲醇生产中，对人体健康有毒物质常有：①甲醇、一氧化碳、硫化氢、二甲醚、醛、酮及其他高级醇类；②还有一些化学药品如氢氧化钠、氨、联胺、磷酸盐等。

3.目前世界上甲醇工业生产所采用的原料是什么？答:目前世界上生产甲醇所采用的原料：①煤、石油(渣油、石脑油)、天然气、②以及煤气、乙炔尾气等富含氢气、一氧化碳、二氧化碳的废气。

4.目前工业上生产甲醇所采用工艺路线是什么？答：①目前，工业生产几乎都采用以一氧化碳、二氧化碳加氢加压合成生产甲醇。

②甲醇生产装臵主要包括以下几大工序：原料气制备（脱硫、转化），压缩，甲醇合成、精馏等工序。

5.铜基催化剂的特点是什么？答：①活性高，选择性好。

缺点：②抗硫、氯性能差；③耐温性能差。

6.甲醇合成气中二氧化碳的作用是什么？答：1）二氧化碳本身是甲醇合成的一种原料。

2）二氧化碳的存在，在一定程度上抑制了二甲醚的生成。

3）阻止了一氧化碳转化为二氧化碳，这个反应在有水蒸汽存在时会发生。

4）有利于温度调节，防止超温，因为二氧化碳的合成反应热比一氧化碳的反应热要低42.9KJ/mol, 所以二氧化碳参加反应时可以有效地阻止合成温度的升高，从而保证催化剂的活性，延长催化剂的使用寿命。

7.原料气净化的作用是什么？答：原料气必须经过净化处理，净化的任务是清除油、水、尘埃、羰基铁、硫化物、氯化物等杂质。

8.甲醇原料气中硫化物害处是什么？答：1）引起催化剂中毒。

2）造成管道、设备的腐蚀。

3）造成粗甲醇质量下降。

9.合成塔在使用过程中热点温度为什么会下移？答：1）催化剂长期处于高温和温度波动下，活性下降。

甲醇合成铜基催化剂的组成

甲醇合成铜基催化剂的组成引言：催化剂是一种能够加速化学反应速率，同时不参与反应本身的物质。

近年来，甲醇合成铜基催化剂在化学工业中得到广泛应用。

本文将介绍甲醇合成铜基催化剂的组成，包括活性组分、载体材料以及辅助组分等方面的内容。

一、活性组分甲醇合成催化剂中的活性组分主要是铜。

铜是一种具有良好催化活性的金属，能够促进甲醇的合成反应。

一般而言，催化剂的活性组分含量在10-30%之间，过低的含量会导致催化活性不足，而过高的含量则会降低催化剂的稳定性。

二、载体材料载体材料是指催化剂中用来负载活性组分的物质。

常用的载体材料有氧化铝、硅胶、硅铝酸盐等。

这些材料具有高比表面积、强度好、热稳定性高等优点，能够提高催化剂的分散性和稳定性。

三、辅助组分辅助组分是指在催化剂制备过程中添加的其他化合物，用于改善催化剂的性能。

常用的辅助组分包括锌、铝、钾等金属元素以及氧化物、碱金属等化合物。

这些辅助组分能够调节催化剂的结构和酸碱性质，提高催化剂的活性和选择性。

四、制备方法甲醇合成铜基催化剂的制备方法多种多样，常见的方法有浸渍法、共沉淀法、溶胶-凝胶法等。

浸渍法是将载体材料浸渍到含有铜离子的溶液中，经过干燥和还原处理得到催化剂。

共沉淀法是将活性组分和载体材料的沉淀一起形成，经过煅烧得到催化剂。

溶胶-凝胶法是通过溶胶和凝胶的形成过程，将活性组分和载体材料均匀分散在一起，最后经过煅烧得到催化剂。

五、应用领域甲醇合成铜基催化剂广泛应用于化学工业中的甲醇合成反应。

甲醇是一种重要的工业原料和能源储存介质，在合成油、化工、医药等领域具有广泛的应用。

甲醇合成铜基催化剂能够提高甲醇的合成速率和选择性，具有较好的工业应用前景。

结论：甲醇合成铜基催化剂的组成主要包括活性组分、载体材料和辅助组分等。

活性组分铜是催化剂的关键组成部分，载体材料能够提高催化剂的分散性和稳定性，辅助组分能够改善催化剂的性能。

制备方法多种多样，常见的有浸渍法、共沉淀法和溶胶-凝胶法。

天然气合成甲醇所用的催化剂

甲醇合成工艺所使用的催化剂1.锌铬催化剂（ZnO/Cr2O3）锌铬催化剂是最早用于工业合成甲醇的，1996年以前几乎都使用此催化剂。

锌铬催化剂一般采用沉淀法制造。

将锌与铬的硝酸盐溶液用碱沉淀，经洗涤干燥后成型制成催化剂。

锌铬催化剂活性较低，要获得较高的催化活性，操作温度在600K左右，为了获得较高的转化率，需要控制压力25～35MPa，锌铬催化剂的耐热性、抗毒性以及机械性都较好，使用寿命也长，使用范围宽，操作容易控制，由于操作压力高，对设备的要求就高，投资大，目前逐渐被淘汰。

2.铜基催化剂（CuO/ZnO/Cr2O3或Cu/ZnO/Al2O3）铜基催化剂是20世纪60年代开发的产品，它具有良好的低温活性，较高的选择性，通常用于低，中压流程。

铜基催化剂是一种低压催化剂。

主要组分：CuO/ZnO/AL2O3是由英国ICI公司和Lurgi公司先后研制成功，操作温度500～530K，压力：5～10MPa，此条件对甲醇反应平衡有利。

（1）组成：铜基催化剂是选用高纯度的Cu(NO3)2,、Zn(NO3)2,溶解在NaCO3溶液中，用共沉淀法的到（Cu,Zn）2(OH)2CO3,然后进行高温热还原，形成具有多孔结构，并再加入促进热稳定的及其它助剂，就是目前使用非常普遍的新一代铜基催化剂，铜基催化剂加入Al2O3可以减小铜晶体，活性进一步提高，少量Cr2O3存在可以阻止一小部分CuO，可以保护催化剂的活性中心，国外专家研究发现，420k时纯ZnO、CuO活性为零，但是大大提高抗老化能力，目前铜锌铝系和铜锌铬系应用的最多，由于铬对人体有害，此系催化剂逐渐被淘汰。

（2）还原氧化铜对甲醇无催化活性，投入使用之前需要将氧化铜还原成单质铜，工业上采用一氧化碳作还原剂，对铜基催化剂进行还原。

起反应如下：CuO﹢H → H2O﹢QCuO﹢CO →Cu﹢H2O﹢Q氧化铜的还原反应是强烈的放热反应，而且铜基催化剂对热敏感，因此要严格控制氢以及一氧化碳的浓度和温度，还原升温要缓慢，出水均匀，以防温度猛升和出水过快，影响催化剂的寿命。

甲醇合成的原理及工艺

一、甲醇合成原理1、化学反应合成甲醇的主要化学反应为CO和H2在多相铜基催化剂上的反应：CO+2H2⇋CH3OH(g)-90.8kJ/mol反应气体中含有CO2时，发生以下反应：CO2+3H2⇋CH3OH(g)+H2O-49.5kJ/mol同时CO2和H2发生CO的逆变换反应：CO2+H2⇋CO+H2O(g)+41.3kJ/mol反应过程中除生成甲醇外，还伴随一些副反应的发生，生成少量的烃、醇、醛、醚、酸和酯等化合物。

这些副反应的产物还可以进一步发生脱水、缩合、酰化或酮化等反应，生成烯烃、酯类、酮类等副产物。

当催化剂中含有碱类化合物时，这些化合物的生成更快。

副产物不仅消耗原料，而且影响甲醇的质量和催化剂的寿命。

尤其是生成甲烷的反应为一个强放热反应，不利于反应温度的操作控制，且甲烷不能随着产品冷凝，在循环系统中循环，更不利于主反应的化学平衡和反应速率。

2、甲醇合成反应的特点(1)放热反应甲醇合成是一个可逆放热反应，为了使反应过程能够向着有利于生成甲醇的方向进行，适应最佳温度曲线的要求，达到较好的产量，需及时移走热量。

(2)体积缩小反应从化学反应可以看出，无论是CO还是CO2分别与H2合成CH3OH，都是体积缩小的反应，因此压力增高，有利于反应向着生成CH3OH的方向进行。

(3)可逆反应即在CO、CO2和H2合成生成CH3OH的同时，甲醇也分解为CO2、CO和H2，合成反应的转化率与压力、温度和氢碳比ƒ=(H2-CO2)/(CO+CO2)有关。

(4)催化反应在有催化剂时，合成反应才能较快进行。

二、甲醇合成催化剂随着英国ICI公司铜‐锌‐铝催化剂的研制成功，甲醇生产进入了低温(220~280℃)、中低压(5~10MPa)时代。

近年来，低压铜基催化剂的使用逐渐普遍，各种新型甲醇催化剂层出不穷，无论活性、选择性、寿命等各方面均大大超过前代产品，从而推动甲醇生产实现了长周期、低能耗、低成本运行。

1、铜基催化剂(1)CuO‐ZnO‐Al2O3催化剂英国ICI公司开发的CuO‐ZnO‐Al2O3催化剂是比较有代表性的铜基催化剂。

甲醇合成原理

甲醇合成原理
甲醇是一种重要的有机化合物，广泛应用于工业和化学领域。

它可以通过多种方法合成，其中最常用的方法是以一氧化碳和氢气为原料进行合成。

甲醇合成的原理是利用催化剂的作用，将一氧化碳和氢气进行反应生成甲醇。

这个反应过程通常在高温和高压条件下进行，以提高反应速率和产物收率。

合成甲醇的过程中，催化剂起到了至关重要的作用。

常用的催化剂有铜基催化剂和锌铬催化剂。

铜基催化剂主要由氧化铜和锌氧化物组成，具有较高的催化活性。

锌铬催化剂则是以氧化锌和氧化铬为主要组分，催化剂稳定性较好。

在实际操作中，一氧化碳和氢气会被送入反应器中与催化剂进行接触。

催化剂表面的活性位点能够吸附一氧化碳和氢气，并使它们发生反应。

这一过程是一个复杂的化学反应，主要涉及一氧化碳的水合和氢气的加氢反应。

一氧化碳和氢气在催化剂的作用下发生反应生成甲醇。

反应过程中，一氧化碳先与催化剂表面的吸附氧原子进行反应产生甲酸，然后再经过一系列的反应步骤，最终生成甲醇。

甲醇可以从反应系统中分离出来，得到高纯度的产物。

甲醇合成是一个复杂的工艺过程，需要合适的催化剂和严格的反应条件。

通过调整反应温度、压力和催化剂的活性，可以控制甲醇合成反应的选择性和产率。

总之，甲醇合成是通过将一氧化碳和氢气在催化剂的作用下进行反应生成的。

这个过程涉及多个步骤和反应中间体，需要合适的催化剂和反应条件来实现高效的合成甲醇过程。

合成气制甲醇催化剂

合成气制甲醇催化剂随着能源需求的不断增长和传统化石能源的日益减少，人们对于可再生能源和清洁能源的需求也越来越迫切。

在这个背景下，合成气制甲醇技术因其高效、清洁、可再生等特点受到了广泛关注。

而催化剂作为合成气制甲醇过程中的核心组成部分，其性能的优劣直接影响到合成气制甲醇的效率和产量。

因此，研究和开发高性能的合成气制甲醇催化剂具有重要的意义。

一、合成气制甲醇技术简介合成气制甲醇技术是一种通过合成气（一氧化碳和氢气）来制备甲醇的化学过程。

合成气通常是通过煤、天然气、生物质等资源的气化或转化得到的。

合成气制甲醇技术可以利用各种可再生能源资源，如生物质、废弃物等，通过气化或转化得到合成气，再将其转化为甲醇，从而实现资源的高效利用和能源的清洁化。

合成气制甲醇技术的反应式如下：CO + 2H2 → CH3OH该反应是一个吸热反应，需要在适宜的反应条件下进行，通常需要使用催化剂来促进反应的进行。

二、合成气制甲醇催化剂的种类合成气制甲醇催化剂种类繁多，目前主要有以下几种：1. 氧化物催化剂氧化物催化剂是最早被使用的一种催化剂，通常由氧化铜、氧化锌等金属氧化物组成。

这种催化剂具有良好的稳定性和耐高温性能，但其活性较低，需要高温下才能促进反应的进行。

2. 氧化物-金属催化剂氧化物-金属催化剂是由金属和氧化物组成的复合催化剂，通常由氧化铜、氧化锌和金属铜、金属锌等组成。

这种催化剂具有较高的催化活性和选择性，但其稳定性和耐高温性能较差。

3. 铜基催化剂铜基催化剂是以铜为主要催化剂的一种催化剂，通常由铜、铝、锰等金属组成。

这种催化剂具有较高的催化活性和选择性，同时具有较好的稳定性和耐高温性能。

4. 铁基催化剂铁基催化剂是以铁为主要催化剂的一种催化剂，通常由铁、铜、铝等金属组成。

这种催化剂具有较高的催化活性和选择性，同时具有较好的稳定性和耐高温性能。

5. 锰基催化剂锰基催化剂是以锰为主要催化剂的一种催化剂，通常由锰、铜、铝等金属组成。

甲醇合成—甲醇合成催化剂

甲醇的合成催化剂
一、甲醇合成催化剂的种类和特性
1.锌铬催化剂
• 锌铬(ZnO/Cr2O3)催化剂是一种高压固体催化剂,由德国BASF 公司于1923年首先开发研制成功。锌铬催化剂的活性较低,为了获得较高的催化活性,操作温度必须在350℃-420℃。为了获取较高的转化率,操作压力必须为25MPa-35MPa,因此被称为高压催化剂。
(2)催化剂还原过程及三原则 ①催化剂还原过程
第一步是氮气升温，第二步是用氢气还原。具体来看，用低压高浓度氮气进行置换，然后缓慢升温，再使用低浓度的氢气和一氧化碳进行还原。
二、催化剂活化和使用注意事项
②催化剂还原过程及三原则
1. 三低: 低温出水；低H2还原；还原后还有一个低负荷生产期。 2. 三不准: 不准提氢提温同时进行；不准水分带入塔内；不准长时间
一、甲醇合成催化剂的种类和特性
2.铜基催化剂
铜基催化剂是一种低温低压甲醇合成催化剂, 其主要组分为 CuO/ZnO/Al2O3(Cu-Zn-Al。低(中) 压法铜基催化剂的操作温度为210℃-300℃, 压力为5MPa-10MPa,比传统的合成工艺温度低得多,对甲醇反应平衡有利。其特点是: ①活性好,单程转化率为7% -8%; ②选择性高,大于99%,其杂质只有微量的甲烷、二甲醚、甲酸甲酯,易得到高纯度的精甲醇; ③耐高温性差,对硫敏感。目前工业上甲醇的合成主要使用铜基催化剂。
高温出水。 3. 三控制: 控制补氢速度；控制二氧化碳浓度；控制好小时出水量。
二、催化剂活化和使用注意事项
(3)催化剂的装填 • 目的: 防止催化剂卸出后与大气接触发生强氧化反应，引起火灾
或损坏设备。 • 方法: 将空气定量加入合成系统，氮气正压循环逐步通过催化剂，

甲醇制热催化剂

甲醇制热催化剂甲醇制热催化剂是一种重要的化学催化剂，广泛应用于甲醇制氢、甲醇制乙烯等工业生产过程中。

其主要作用是在反应过程中提高反应速率和选择性，从而提高反应效率和产物质量。

本文将从甲醇制热催化剂的种类、制备方法、性能及应用等方面进行介绍。

一、甲醇制热催化剂的种类甲醇制热催化剂根据其组成和结构可分为氧化物型、金属型、复合型等几种类型。

其中，氧化物型催化剂主要由氧化物组成，如CuO-ZnO-Al2O3、Fe2O3-Cr2O3等；金属型催化剂主要由金属组成，如Ni、Co、Fe等；复合型催化剂则是将氧化物型和金属型催化剂进行复合而成，如Cu-Zn-Al、Ni-Mo等。

不同类型的催化剂具有不同的催化性能和应用范围。

二、甲醇制热催化剂的制备方法甲醇制热催化剂的制备方法主要有物理法、化学法和物化法三种。

物理法主要是通过物理方法将催化剂的组分混合均匀，如机械混合、共沉淀、干燥等；化学法则是通过化学反应将催化剂的组分合成，如沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等；物化法则是将物理法和化学法相结合，如共沉淀-水热法、溶胶-凝胶-水热法等。

不同的制备方法会影响催化剂的晶体结构、比表面积、孔径分布等性能。

三、甲醇制热催化剂的性能甲醇制热催化剂的性能主要包括催化活性、选择性、稳定性等方面。

催化活性是指催化剂在反应中的反应速率，选择性是指催化剂在反应中产生的产物种类和比例，稳定性是指催化剂在反应中的寿命和抗毒性等。

不同类型的催化剂具有不同的性能优势，如氧化物型催化剂具有较高的催化活性和选择性，金属型催化剂具有较高的稳定性和抗毒性等。

四、甲醇制热催化剂的应用甲醇制热催化剂广泛应用于甲醇制氢、甲醇制乙烯等工业生产过程中。

其中，甲醇制氢是一种重要的氢气生产方式，可用于燃料电池、化学合成等领域；甲醇制乙烯则是一种重要的烯烃生产方式，可用于合成橡胶、塑料等领域。

甲醇制热催化剂的应用不仅可以提高反应效率和产物质量，还可以减少能源消耗和环境污染。